1.1 电阻

1 电阻是什么？
2 作用是什么？
3 主要参数有哪些？
4 分类
5 相关计算公式
6 电阻的物理基础(信号完整性)
7 应用注意事项
8 参考网站

1 电阻是什么？

贴片电阻(SMD Resistor)又名片式固定电阻器(Chip Fixed Resistor) ，是金属玻璃釉电阻器中的一种。是将金属粉和玻璃釉粉混合，采用丝网印刷法印在基板上制成的电阻器。耐潮湿和高温，温度系数小。可大大节约电路空间成本，使设计更精细化。高频特性好。
常见电阻的材料和图片

2 作用是什么？

功能是限制电流大小,是一个限流元件, 对信号来说，交流与直流信号都可以通过电阻。电阻器在电路中主要用来调节和稳定电流与电压，可作为分流器和分压器，也可作电路匹配负载。根据电路要求,还可用于放大电路的负反馈或正反馈、电压-电流转换、输入过载时的电压或电流保护元件，又可组成RC电路作为振荡、滤波、旁路、微分、积分和时间常数元件等。
有没有相应的电路举例说明呢？

电阻器的15个典型应用电路

3 主要参数有哪些？

主要参数:3.1阻值，3.2精度，3.3封装，3.4功率，3.5额定电压，3.6额定电流，3.7温度系数，3.8车规等级，3.9功能安全FIT值，3.10供应商。

3.1 阻值
电阻元件的电阻值大小一般与温度，材料，长度，还有横截面积有关，衡量电阻受温度影响大小的物理量是温度系数，电阻的主要物理特征是变电能为热能，也可说它是一个耗能元件，电流经过它就产生内能理想的电阻器是线性的，即通过电阻器的瞬时电流与外加瞬时电压成正比。一些特殊电阻器，如热敏电阻器、压敏电阻器和敏感元件，其电压与电流的关系是非线性的。阻值的选取范围最大可以到1000MΩ。
用万用表的蜂鸣档测电阻,在小于等于62 Ohm时,蜂鸣档响;大于等于68 Ohm时,蜂鸣档不响;阻值范围从0.1欧姆到20M欧姆。

3.2 精度
也叫允差，常见有5级，对应不同系列；
D级，±0.5%，对应E192系列
F级，±l%，对应E96系列（常用）
G级，±2%，对应E48系列
J级，±5%，对应E24系列（常用）
K级，±10%，对应E12系列。
M级，±20%，对应E6系列。
而像特殊的0ohm电阻，也叫跨接电阻（Chip Jumper），F级≤10mΩ，G级≤20mΩ，J级≤50mΩ。
“ E ”表示“指数间距”(Exponential Spacing)，24表示有效数字取值有24种。E24系列的公比为24√10≈1.1，所以是1.0，1.1，1.2，1.3。。。
为何5%就对应E24？
举个实例
2+5%的误差，也就是 2欧姆的实际阻值可以在 1.9~2.1之间 ;
2.2+5%的误差，即2.2欧姆的实际阻值可以在2.09~2.31之间.
这个时候，你应该看出了什么。对的，在E24系列内，所有的值在5%的误差内即可得到全部的覆盖。所以电阻5%精度没有2.1；同理，E96也一样。所以有效数值种类越多，对应的精度也是越来越高的。但并不是说E24系列的阻值就不能做1%，照样也是有厂家做的。
关于标准电阻阻值的说明(E6、E12、E24、E48、E96、E192)
E24_E96系列电阻阻值速查表

3.3 封装/尺寸
贴片电阻系列一般有9种尺寸，用两种尺寸代码来表示。一种尺寸代码是由4位数字表示的EIA(美国电子工业协会)代码，前两位与后两位分别表示电阻的长与宽，以英寸为单位。如0402表示长度0.04inch=40mil=1.016mm, 02表示长度0.02inch=20mil=0.508mm。
(1 密耳(mil)=0.0254 毫米,1inch=2.54cm)
另一种是米制代码，也由4位数字表示，其单位为毫米。下表列出了这9种电阻尺寸的代码和功率额定值。(尺寸a，b表示电极大小)

3.4 功率
不同尺寸的电阻，其功率额定值也不同，尺寸越大，能承受功率就越大；另外需要注意，工作温度在70°以下可以达到最大功率,当高于70°时,则最大功率会随着温度的升高而降低。
PS：1210封装像风华是定义为1/3W，1218封装比较少见。另外也有一些特殊的，同样的封装但功率翻倍了，像0402可以做到1/8W。

3.5 额定电压
通常我们用P=V2/R 这个公式来计算电阻的额定电压，算出来你会发现这个电压值很小，我觉得是对的，毕竟是两端的电压，比如一个0402 0ohm 的最大阻值为50mohm, 那算出来电阻的电压只有0.056V，所以啊，0ohm电阻肯定是不能用在压降大的场合啊。
而对于规格书提到的极限电压50V? 我觉得是这样的，比如一个0402 10MΩ的电阻，如果还按公式算，此时得到的电压值是790.57V，这个值明显就不是额定电压了，此时就要考虑电阻的最大耐压程度了,当实际电压超过此值时(50V),即便满足功率要求,电阻器也要被击穿损坏。所以此时它的额定电压就是50V而不是790V了。
所以规格书下面也有提到额定电压应该是公式得到的跟极限电压这两者中的较小值，这才是合理的。
从下表也可以看出这个极限电压跟尺寸有关，像0201最低25V，0402为50V，0603为75V，0805为150V，其它尺寸为200V。

3.6 额定电流
通过P=I2R来计算；
(以前说按0402=1A,0603=1.5A,0805=2A来，为什么呢？从下面的计算可以看到0805按2A来估就不怎么合理了，但其实不同厂家做出来还是有差异的，看上面风华的表就是0402/0603=1A，0805及以上=2A)
假设一个0ohm电阻，精度1%，即最大电阻为10mohm,此时：
以0402 1/16W为例：I=（1/16/0.01）^0.5=2.5A
以0603 1/10W为例： I=（1/10/0.01）^0.5=3.16A
以0805 1/8W为例：I=（1/8/0.01）^0.5=3.53A
而如果精度是5%的，那么最大阻值为50ohm，此时
以0402 1/16W为例： 1/16=II0.05 即I=1.118A
以0603 1/10W为例： 1/10=II0.05 即I=1.41A
以0805 1/8W为例： 1/8=II0.05 即I=1.58A
以1206 1/4W为例： 1/4=II0.05 即I=2.236A

3.7 温度系数
温度系数temperature coefficient of resistance 简称TCR，表示电阻当温度改变1摄氏度时，电阻值的相对变化，单位为ppm/℃。（ppm是英文parts permillion的缩写，译意是每百万分中的一部分，即表示百万分之几，或称百万分率）所以±200ppm/℃ 就表示温度每变化一度，阻值变化百万分之二百，即：±0.02%。温度系数是电阻的基本特性。与他的材料有关。(有些规格书是用TK100，TK200表示的)
有负温度系数、正温度系数及在某一特定温度下电阻只会发生突变的临界温度系数。不同金属的温度系数不同。电阻的温度系数越小，其电阻的稳定性就越好。(振荡电阻和取样电阻就需要考虑这个指标)
贴片电阻的温度系数有4级，
W级，±200ppm/℃；(常见于0201封装)
U级，±400ppm/℃；(常见于0201封装)
K级，±100ppm/℃。(除了0201封装以外的封装)
L级，±250ppm/℃。(除了0201封装以外的封装)

3.8 车规品
AEC-Q200。（AEC-Q200面向如电容、电感和电阻这样的无源器件）
详见10.4 车规标准Automotive standards。

3.9 功能安全FIT值
FIT，Failures In Time，故障率。
详见# 第8章功能安全

3.10 供应商
国巨，风华，罗姆。
台湾国巨Yageo，车规级电阻一般都是AC开头,如AC0402JR-070RL；
其他非车规级电阻则以RC/RL/RT开头。

YAGEO_Automotive_AC
yageo车规系列电阻选型

国产风华Fenghua，一般RS开头，如下

4 分类

线性电阻，排阻，插件电阻，功率电阻，可变电阻，电流采样电阻，
热敏电阻(PTC,NTC)，压敏电阻(VDR)，MELF电阻(无引脚电阻)。

5 相关计算公式

R=ρd/A；(ρ表示导线的体电阻率，单位为Ωcm；d表示长度即互连两端的距离，单位cm；A表示横截面积，单位为cm2)
RL=R/d=ρ/A；(RL表示单位长度电阻，键合线的单位长度电阻约为1Ω/in)
R=ρd/A=ρd/(tw)=(ρ/t)x(d/w)；(t为厚度，w为宽度，同一层厚度相同，则ρ/t为常数，称为同一层的方块电阻值，用Rsq表示。d/w=n，表示方块数。则R=Rsqn。
PCB里面，习惯铜的厚度用每ft2的铜重量加以描述，通常说的1盎司(28.350克)铜即表示的是电路板铜层每ft2的铜重量为1盎司，厚度约为1.4mil或35um。所以0.5盎司铜的厚度就是0.7mil或17.5um。用前面公式可以算出1盎司铜的方块电阻Rsq=0.5mΩ，则0.5盎司(厚度减半)铜的方块电阻为1mΩ。

6 电阻的物理基础(信号完整性)

1.所有互连的电气特性都能用麦克斯韦方程组加以描述，这4个方程描述了电场和磁场是如何与边界条件(即一些几何结构中的导体和介质)相互作用的。至今还没有一种方法可以用麦克斯韦方程组直接仿真整块电路板。
2.电阻的近似式(只适用于均匀横截面)。R=ρ d/A。ρ为体电阻率，d为长度，A为横截面积。
两个例子：对于键合线，横截面为圆，材料一般为金(ρ=2.5uΩcm)，可算出直径为1mil且长为80mil的电阻值约为0.1Ω。
对于引线，横截面为长方形，材料一般为铜(ρ=1.8uΩcm)，可算出厚度为3mil，宽度为15mil，长度为0.5in的电阻值为8mΩ。
体电阻率是材料的固有属性，导线越差，电阻率越高，电导率(材料的导电能力)越低。即两者互为倒数。
3.电阻的另外两个术语：单位长度电阻和方块电阻。
单位长度电阻：RL=R/d=ρ/A.
两个例子：前面算的键合线，如果按单位长度1inch来算，则1inch=1000mil≈100.1Ω=1Ω/in.
假设用的线束是AWG线规为22号，直径为25mil，这里铜的电阻率用1.6uΩcm算，可以算出来单位长度电阻为1.2mΩ/in=15 mΩ/ft(1ft=12in)=0.472mΩ/cm.根据所用长度可以知道总电阻，再通过电流就可以算出线上的压降了。

方块电阻：因为同一层上的所有导线有相同的厚度，则R=ρ d/A=ρd/(tw)= (ρ/t)(d/w).
厚度thickness=t，长度distance=d，宽度width=w，横截面积Area=A。
当d=w，则R=ρ/t，称为同一层的方块电阻值，用Rsq表示。后面的d/w可以用n表示，表示线条上所能划分的方块数。则R=Rsqn。由于不同导体层的厚度t不同，通常不同层具有不同的方块电阻值。
通常说的1盎司铜厚为1.4mil，表示当面积为1 ft2时1盎司铜的厚度为1.4mil或35um。1盎司铜的方块电阻为Rsq=0.5mΩ。则0.5盎司铜厚为0.7mil或17.5um，Rsq=1mΩ。(所以别人通常会问你这里铜厚是1盎司吗，其实就是在问你厚度是不是1.4mil)
单位长度电阻跟方块电阻的关系，RL=R/d=ρ/(tw)=Rsq*(1/w)。即单位长度电阻跟方块电阻成正比，跟线宽跟反比。所以0.5盎司铜的单位长度电阻比1盎司铜的单位长度电阻大；线越宽，单位长度电阻越低。控阻抗的时候通常要考虑，比如减小阻抗，那就把线加宽，加厚。(1ft=12in=122.54cm=30.48cm，1平方英尺=929.0304 平方厘米=144 平方英寸)
例子：比如要算这段走线的阻抗有多大？那假设这段走线所在层铜厚是0.5盎司，线宽通常是5mil，线长是10inch，可以先算方块电阻，前面已经算了Rsq=1mΩ，或者单位长度电阻RL=1mΩ/5mil=0.2Ω/in。再乘以线长得阻抗=0.2Ω/in10in=2Ω。当然也可以直接用源公式算R=ρd/(t*w)，就是比较麻烦，所以直接把前面的两个方块阻值记下来。
4. 趋肤效应：注意，前面的阻值计算都是在直流时或者低频情况下的电阻，由于高频信号的趋肤效应，就是会贴近表面很薄的层传播使得有效横截面积变小，因此线条的阻值将随着频率的升高而加大，导致导线上的电流分布也会发生变化，对于1盎司的铜导线，电阻从20MHz处开始增加。

7 应用注意事项

7.1 精密贴片电阻是什么？
精密贴片电阻是说贴片电阻的误差比较小，一般叫做误差1%贴片电阻，最小误差（精度）可达到0.01%，温度系数低至±5ppm/℃，是业界极少能做到的：其可应用于精密仪表、通讯用电子产品及可携式电子产品。

7.2 很多人会问，贴片电阻那么小如果不测试5%和1%能区别出来吗？
5%系列贴片电阻用3位字符表示：这种表示方法前两位数字代表电阻值的有效数字,第3位数字表示在有效数字后面应添加”0”的个数.当电阻小于10Ω时,在代码中用R表示电阻值小数点的位置,这种表示法通常用有阻值误差为5%电阻系列中.比如:330表示33Ω,而不是330Ω;221表示220Ω;683表示68000Ω即68kΩ;105表示1MΩ;6R2表示6.2Ω.
1%系列精密贴片电阻用4位字符表示：这种表示法前3位数字代表电阻值的有效数字,第4位表示在有效数字后面应添加0的个数。当电阻小于10Ω时,代码中仍用R表示电阻值小数点的位置,这种表示方法通用用有阻值误差为1%精密电阻系列中.比如:0100表示10Ω而不是100Ω;1000表示100Ω而不是1000Ω;4992表示49900Ω,即49.9kΩ;1473表示147000Ω即147kΩ;0R56表示0.56Ω。
贴片电阻表面上都是有刻字母的，如果只有三位数字那么就是误差5%的，如果有4位数字那么就是误差1%的。

7.3 测试对地阻值有什么作用？
对地阻值作用：主要测量元件与地之间的阻值或者是说测量对地阻值主要是判断元件是否与地存在短路如果它与地阻值变小则它对地短路万用表显示0,因为把地线看成回路的话他们阻值变小等于是形成回路阻值变为0欧（对地短路）（这里注意测量对地阻值主要是判断有无对地短路是没有对地开路的）万用表会显对地阻值方法：将数字万用表调2级管档红表笔接地黑表笔测量元件。因为：在数字万用表里红表笔接触电池正极，黑表笔接触电池负极。而在指针万用表里红表笔接触电池负极黑表笔接触电池正极。
在主板维修中：测量对地阻值这一点是必须的，主要的用途是判断主板上个接口或个元件与地是否产生短路如果不测量对地阻值的话强行加电容易损坏桥，比如12V短路上管击穿不测量 4pin接口对地阻值不知道12V短路点开机不开机强行加电烧坏北桥，（为什么说烧坏北桥呢？因为当强行开机的时候12V会取代北桥供电送往北桥）如果测量对地阻值测量4pin接口对地阻值为001 说明上管可能击穿了或者测量上管DS级阻值来判断上管或下管是否击穿。（对地阻值，不是测量表笔之间的阻值，而是测量元件与地产生的阻值有多大如果与地阻值变小对地短路）将数字万用表打到2级管档红表笔接地黑表笔去测量因为在数字表里红表笔接触电池正极黑表笔接触电池负极。

7.4 上下拉电阻作用？

7.5 失效模式有哪些？

8 参考网站

百度百科–贴片电阻

你真的吃透了电阻的用法？

你想知道关于电阻的知识，这篇全了！（一万字电阻详解）！

电阻——关于上下拉电阻的探究.pdf

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